CN113481549A - 一种3.5μm无针孔无渗透锂电池用电解铜箔的制备方法 - Google Patents

一种3.5μm无针孔无渗透锂电池用电解铜箔的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113481549A
CN113481549A CN202110847613.9A CN202110847613A CN113481549A CN 113481549 A CN113481549 A CN 113481549A CN 202110847613 A CN202110847613 A CN 202110847613A CN 113481549 A CN113481549 A CN 113481549A
Authority
CN
China
Prior art keywords
copper
free
foil
copper foil
pinhole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110847613.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113481549B (zh
Inventor
周启伦
李永贞
李梓铭
马秀玲
吕贵海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qinghai Nuode New Material Co ltd
Qinghai Zhiqing Electrolytic Copper Foil Engineering Technology Research Co ltd
Qinghai Electronic Material Industry Development Co ltd
Original Assignee
Qinghai Nuode New Material Co ltd
Qinghai Zhiqing Electrolytic Copper Foil Engineering Technology Research Co ltd
Qinghai Electronic Material Industry Development Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qinghai Nuode New Material Co ltd, Qinghai Zhiqing Electrolytic Copper Foil Engineering Technology Research Co ltd, Qinghai Electronic Material Industry Development Co ltd filed Critical Qinghai Nuode New Material Co ltd
Priority to CN202110847613.9A priority Critical patent/CN113481549B/zh
Publication of CN113481549A publication Critical patent/CN113481549A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113481549B publication Critical patent/CN113481549B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00—Electroforming
    • C25D1/04—Wires; Strips; Foils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明公开了一种3.5μm无针孔无渗透锂电池用电解铜箔的制备方法，首先制备A、B两组添加剂；将铜添加到溶铜罐中，将硫酸及去离子水添加到污液罐，打开溶铜罐抽风装置提供氧气，加热使铜线发生氧化与硫酸发生反应生成硫酸铜溶液，经后输送至高位槽加入两组添加剂，混合均匀后供液至生箔机组进行电解生箔，制得3.5μm锂离子电池用电解铜箔，其面密度均匀性好，无针孔无渗透，且具有高抗拉强度，面密度为31±1g/m2、抗拉强度≥400MPa、延伸率≥3％、粗糙度Rz≤3μm、针孔率为0个/m2，并且150℃烘烤10min无氧化变色，从而使3.5μm锂离子电池用电解铜箔具备了良好的实用性能，进而能够提高锂电池的容量、一致性、良品率和寿命。

Description

一种3.5μm无针孔无渗透锂电池用电解铜箔的制备方法
技术领域
本发明涉及电解铜箔制备技术领域，尤其涉及一种3.5μm无针孔无渗透锂离子电池用电解铜箔的制备方法。
背景技术
对于锂离子电池用电解铜箔而言，厚度为其主要性能指标之一，厚度越薄，质量越轻，单位质量电池所含有的活性物质越多，电池容量就越大。但随着电解铜箔产品的厚度变薄，产品单位宽度抗张能力与箔面抗压变形能力随之降低，铜箔断裂或出现针孔、裂缝的可能性相对加大，可能会影响锂电池的安全性。目前未见到3.5μm锂离子电池用电解铜箔的相关报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺操作方便，制造出来的电解铜箔面密度均匀性好，延伸率和抗拉强度性能好，无针孔无渗透的3.5μm无针孔无渗透锂电池用电解铜箔的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种3.5μm无针孔无渗透锂电池用电解铜箔的制备方法，其特征在于：按以下步骤进行，
1)制备A、B两组添加剂：A组添加剂的原料配比为：皮胶8-12g/L、糊精4-6g/L、聚丙二醇380-420mL/L、聚乙烯亚胺2-3g/L，将上述四种原料配置成水溶液得到A组添加剂；B组添加剂的原料配比为：羧甲基纤维素钠3.5-4.5g/L、二苯胍0.08-0.12g/L，将上述两种原料配置成水溶液得到B组添加剂；
2)将铜添加到溶铜罐中，将硫酸及去离子水添加到污液罐，打开溶铜罐抽风装置提供氧气；
3)启动主溶铜泵通过升温换热器将水抽到溶铜罐中，在加热条件下使铜线发生氧化，生成的氧化铜与硫酸发生反应生成硫酸铜溶液；
4)当硫酸铜溶液达到一定浓度时，依次经过活性炭+硅藻土一级过滤、滤袋二级过滤、滤芯三级过滤；
5)将过滤后的电解液对温度进行调整后输送至高位槽，在高位槽将配置好的A组添加剂以10-30L/h的添加速度、B组添加剂以5-20L/h的添加速度添加到硫酸铜电解液中，混合均匀后供液至生箔机组；A组添加剂中皮胶和糊精能够吸附在阴极表面形成紧密的吸附层，或选择性的吸附在阴极极高电流密度区，以阻化金属络离子的放电过程，使阴极反应的过电位升高，电极反应速度减慢，从而获得晶粒细小而平滑的镀层。聚乙烯亚胺有极强的阴极极化作用，能明显增强低区的光亮度。聚丙二醇是良好的基础整平剂与润湿剂，具有消除针孔麻点的作用。因此，A组添加剂能够增加阴极极化作用，改善电解液的分散能力，保证制备铜箔无针孔无渗透；B组添加剂中羧甲基纤维素钠可以提高电流效率，使得铜的粒径分布范围变窄；二苯胍能够细化晶粒,防止异常晶粒长大。通过B组添加剂能够提升3.5微米铜箔的抗拉强度。
6)在生箔机的电解槽中进行电解生箔，生箔工段电流强度控制为20±5KA；
7)将电解所得的铜箔进行防氧化处理，即得到3.5μm锂电池用电解铜箔。
最终制得的3.5μm锂电池用电解铜箔为面密度为31±1g/m2、抗拉强度≥400MPa、延伸率≥3％、粗糙度Rz≤3μm、针孔率为0个/m2、150℃烘烤10min无氧化变色的电解铜箔。
步骤5)添加A组添加剂和B组添加剂后的硫酸铜电解液中，Cu2+含量为95±5g/L、H2SO4含量为97.5±7.5g/L、Cl-浓度为30±5ppm、电解液温度为50±4℃、进液量为55±10m3/h。
在步骤2)中，添加到溶铜罐中的铜为纯度≥99.9％、直径为3mm的铜线。
在步骤4)进行过滤时，滤袋二级过滤的过滤精度为0.5μm，滤芯三级过滤的过滤精度0.2μm，将过滤后的电解液纯净度控制在0.2微米以内。
本发明通过制备A、B两组添加剂并加入到电解液中，以各自独特的性能特点作用于电解液，使得制备的3.5μm锂离子电池用电解铜箔具备高性能高精度的特点，电解铜箔面密度均匀性好，且具有高抗拉强度，面密度为31±1g/m2、抗拉强度≥400MPa、延伸率≥3％、粗糙度Rz≤3μm、针孔率为0个/m2，并且150℃烘烤10min无氧化变色，从而使3.5μm锂离子电池用电解铜箔具备了良好的实用性能，进而能够提高锂电池的容量、一致性、良品率和寿命。
附图说明
图1为本发明回收工艺流程示意图；
图2为本发明铜箔的SEM形貌(表面形貌平整光滑，这与其无针孔无渗透、优异的抗拉强度、粗糙度相对应)。
具体实施方式
下面结合附图通过具体实施例对本发明做进一步说明：
本实施例中：首先制备A和B两组添加剂，其中，A组添加剂的原料配比为：皮胶8-12g/L(如10g/L)、糊精4-6g/L、聚丙二醇400mL/L、聚乙烯亚胺2.5g/L，配置成水溶液；B组添加剂的原料配比为：羧甲基纤维素钠4g/L、二苯胍0.1g/L，配置成水溶液。配置好的A组添加剂以10-30L/h的速度、B组添加剂以5-20L/h的速度添加到硫酸铜电解液中。A组添加剂能够增加阴极极化作用，改善电解液的分散能力，保证制备铜箔无针孔无渗透；B组添加剂能够提高电流效率，使得铜的粒径分布范围变窄，细化晶粒,防止异常晶粒长大，提升3.5微米铜箔的抗拉强度。
制备流程，如图1所示：首先，将纯度≥99.9％、直径为3mm的铜线添加到溶铜罐中，硫酸及去离子水添加到污液罐，打开溶铜罐抽风装置提供氧气。启动主溶铜泵通过升温换热器将水抽到溶铜罐中，在加热条件下使铜发生氧化，生成的氧化铜与硫酸发生反应生成硫酸铜溶液。当硫酸铜溶液到一定浓度时，再经过活性炭+硅藻土一级过滤、滤袋二级过滤(过滤精度0.5μm)、滤芯三级过滤(过滤精度0.2μm)，将过滤后的电解液纯净度保证在0.2微米以内，同时对温度进行调整后将高纯度电解液输送至高位槽。在高位槽添加已制备的添加剂A、B，将将两组添加剂与高纯度电解液混合均匀后供液至生箔机组。在硫酸铜电解液中，Cu2+含量为95±5g/L、H2SO4含量为97.5±7.5g/L、Cl-浓度为30±5ppm、电解液温度为50±4℃、进液量为55±10m3/h。
生箔制造：将上述所得的电解液输送至生箔机的电解槽中进行电解生箔；生箔工段电流强度控制为20±5KA。
防氧化处理：在生箔机的后端设置有防氧化装置，将电解所得的铜箔进行防氧化处理。
采用上述方法生产制造的3.5μm高性能高精度锂离子电池用电解铜箔如图2所示，电解铜箔面密度均匀性好，无针孔无渗透，且具有高延伸率和高抗拉强度。面密度为31±1g/m2、抗拉强度≥400MPa、延伸率≥3％、粗糙度Rz≤3μm、针孔率为0个/m2，并且150℃烘烤10min无氧化变色，进而能提高锂电池的容量、一致性、良品率和寿命。
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (5)

1.一种3.5μm无针孔无渗透锂电池用电解铜箔的制备方法，其特征在于：按以下步骤进行，
1)制备A、B两组添加剂：A组添加剂的原料配比为：皮胶8-12g/L、糊精4-6g/L、聚丙二醇380-420mL/L、聚乙烯亚胺2-3g/L，将上述四种原料配置成水溶液得到A组添加剂；B组添加剂的原料配比为：羧甲基纤维素钠3.5-4.5g/L、二苯胍0.08-0.12g/L，将上述两种原料配置成水溶液得到B组添加剂；
2)将铜添加到溶铜罐中，将硫酸及去离子水添加到污液罐，打开溶铜罐抽风装置提供氧气；
3)启动主溶铜泵通过升温换热器将水抽到溶铜罐中，在加热条件下使铜线发生氧化，生成的氧化铜与硫酸发生反应生成硫酸铜溶液；
4)当硫酸铜溶液达到一定浓度时，依次经过活性炭+硅藻土一级过滤、滤袋二级过滤、滤芯三级过滤；
5)将过滤后的电解液对温度进行调整后输送至高位槽，在高位槽将配置好的A组添加剂以10-30L/h的添加速度、B组添加剂以5-20L/h的添加速度添加到硫酸铜电解液中，混合均匀后供液至生箔机组；
6)在生箔机的电解槽中进行电解生箔，生箔工段电流强度控制为20±5KA；
7)将电解所得的铜箔进行防氧化处理，即得到3.5μm锂电池用电解铜箔。
2.根据权利要求1所述的3.5μm无针孔无渗透锂电池用电解铜箔的制备方法，其特征在于：该3.5μm锂电池用电解铜箔为面密度为31±1g/m2、抗拉强度≥400MPa、延伸率≥3％、粗糙度Rz≤3μm、针孔率为0个/m2、150℃烘烤10min无氧化变色的电解铜箔。
3.根据权利要求1所述的3.5μm无针孔无渗透锂电池用电解铜箔的制备方法，其特征在于：添加A组添加剂和B组添加剂后的硫酸铜电解液中，Cu2+含量为95±5g/L、H2SO4含量为97.5±7.5g/L、Cl-浓度为30±5ppm、电解液温度为50±4℃、进液量为55±10m3/h。
4.根据权利要求1所述的3.5μm无针孔无渗透锂电池用电解铜箔的制备方法，其特征在于：添加到溶铜罐中的铜为纯度≥99.9％、直径为3mm的铜线。
5.根据权利要求1所述的3.5μm无针孔无渗透锂电池用电解铜箔的制备方法，其特征在于：在步骤4)进行过滤时，滤袋二级过滤的过滤精度为0.5μm，滤芯三级过滤的过滤精度0.2μm，将过滤后的电解液纯净度控制在0.2微米以内。
CN202110847613.9A 2021-07-27 2021-07-27 一种3.5μm无针孔无渗透锂电池用电解铜箔的制备方法 Active CN113481549B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110847613.9A CN113481549B (zh) 2021-07-27 2021-07-27 一种3.5μm无针孔无渗透锂电池用电解铜箔的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110847613.9A CN113481549B (zh) 2021-07-27 2021-07-27 一种3.5μm无针孔无渗透锂电池用电解铜箔的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113481549A true CN113481549A (zh) 2021-10-08
CN113481549B CN113481549B (zh) 2022-04-19

Family

ID=77944016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110847613.9A Active CN113481549B (zh) 2021-07-27 2021-07-27 一种3.5μm无针孔无渗透锂电池用电解铜箔的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113481549B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007142700A1 (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Advanced Technology Materials, Inc. Copper (i) amidinates and guanidinates for forming copper thin films
CN103060859A (zh) * 2012-12-27 2013-04-24 东强（连州）铜箔有限公司 用于改善毛箔毛面锋形的添加剂和电解铜箔生产工艺
CN106968000A (zh) * 2017-03-21 2017-07-21 佛冈建滔实业有限公司 一种铜箔电解液及铜箔的生产方法和铜箔电解设备
CN112886063A (zh) * 2021-02-03 2021-06-01 中南大学 一种功能化碳点在锂电池电解液中的应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007142700A1 (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Advanced Technology Materials, Inc. Copper (i) amidinates and guanidinates for forming copper thin films
CN103060859A (zh) * 2012-12-27 2013-04-24 东强（连州）铜箔有限公司 用于改善毛箔毛面锋形的添加剂和电解铜箔生产工艺
CN106968000A (zh) * 2017-03-21 2017-07-21 佛冈建滔实业有限公司 一种铜箔电解液及铜箔的生产方法和铜箔电解设备
CN112886063A (zh) * 2021-02-03 2021-06-01 中南大学 一种功能化碳点在锂电池电解液中的应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN113481549B (zh) 2022-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103572293B (zh) 一种环保型铜镀层退镀液及可再生退镀液的退镀工艺
TW201139745A (en) Oxygen gas diffusion cathode, electrolytic bath equipped with same, process for production of chlorine gas, and process for production of sodium hydroxide
CN114477312B (zh) 一种分层掺杂制备三元正极材料前驱体的方法
CN112144084A (zh) 一种添加剂及使用该添加剂制备高抗拉电解铜箔的工艺
CN114132911B (zh) 一种掺杂再生的磷酸铁锂材料及其制备方法与应用
CN113718301A (zh) 一种4.5微米高延展性铜箔的制备方法
CN113481549B (zh) 一种3.5μm无针孔无渗透锂电池用电解铜箔的制备方法
CN101550556A (zh) 碱性锌锰电池用电解二氧化锰的制备方法
WO2020038383A1 (zh) 液流电池电解液的纯化方法和纯化装置
KR101377428B1 (ko) 과황산암모늄의 연속운전 제조방법
CN117043365A (zh) 一种电脱嵌盐湖提锂用陶瓷膜电解槽、电脱嵌盐湖提锂的电解装置和方法
CN109860956B (zh) 一种废铝回收系统及方法
CN110512225B (zh) 一种氧化锌粉体的制备方法
US20200248325A1 (en) Method for producing metallic silver by electro-deposition
CN115478305A (zh) 一种高耐弯折性能锂离子电池用电解铜箔的制备方法及其添加剂
CN108998824B (zh) 一种微孔电池铜箔的电化学热腐蚀制备方法及其微孔铜箔
JP2012087405A (ja) 高純度ニッケルの製造方法
WO2021106838A1 (ja) レドックスフロー電池用電極及びその製造方法
US2299428A (en) Method for manufacturing highly active depolarizer from natural pyrolusite
CN114956189B (zh) 一种电池级硫酸锰制备方法
CN110433820B (zh) 一种气体中臭氧分解用催化剂及其制备方法
CN111193030B (zh) 一种三维多孔铝带及制备方法和正极
CN116873921A (zh) 一种天然石墨的改性方法、改性天然石墨和锂离子电池
CN116334652A (zh) 电解水生产高纯氢气的方法
CN115947329A (zh) 一种磷酸锰铁钛正极材料及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant